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动物给人类发明的启示

时间:2018-09-24   来源:作文大全   点击:

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动物给人类发明的启示 第一篇_人类通过动物的特点发明了哪些东西77

人类通过动物的特点发明了哪些东西

萧红中学

动物在亿万年的漫长进化过程中,逐步形成了各种奇异的构造,特殊的功能和有趣的习性。人们通过长期的观察和研究,从动物身上得到许许多多极其宝贵的启示。人类按照动物的体型结构和特殊功能,创造发明性能优异的新型机械系统、建筑结构和工艺流程,这就是仿生学。

现代的雷达就是科学家根据蝙蝠不是靠眼睛,而是靠嘴、喉和耳朵组成的回声定位系统而研究发现的。

因为蝙蝠在飞行时发出超声波,又能觉察出障碍物反射

回来的超声波,科学家据此设计出了现代的雷达。

古人看到鱼儿在水中自由地游来游去,是多么羡慕鱼的本领啊!

后来模仿鱼的体形做成船体,仿照鱼的胸鳍和尾鳍,制成双桨和单橹,从此人类就能在水上自由行动了。

从鸟的飞行原理,制造了飞机,在蔚蓝色的天空中飞翔,实现了人类梦 寐以求的飞上天空的愿望。

人类根据贝壳的原理和大乌龟背小乌龟的动作,发明了外壳坚固并可以转动炮塔的坦克。

【动物给人类发明的启示,】

根据鱼儿在水中游荡的原理,人类学会了游泳,发明潜艇。

人类根据植物叶子的所齿状边沿发明了锯。

乌贼素有海上火箭的美名,它能在海里高速喷水,让自己的最高速度达到每小时150千米。

人们模仿它制成了侧壁气垫船,装有喷水推进器,能在深度不足1米的水面上飞速航行。

响尾蛇导弹是模拟响尾蛇头部颊窝中的热感受功能而研制出来的。

设计师根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂。

动物给人类发明的启示 第二篇_从动物身上得到的启发人类发明了很多东西

通过从动物身上得到的启发

人类发明了很多东西(最新整理)

1 蝴蝶与人造卫星 五彩的蝴蝶颜色粲然,如重月纹凤蝶、褐脉金斑蝶等,尤其是萤光翼凤蝶,其后翊在阳光下时而金黄,时而翠绿,有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究,为事防御带来了极大的稗益。在二战期间,德包围了列宁格勒,企图用轰炸机摧毁其事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况,提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理,在事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此,尽管德费尽心机,但列宁格勒的事基地仍然无恙,为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理,后来人们还生产出了迷彩服,大大减少了战斗中的伤亡。

人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化,有时温差可高达两、三百度,严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发,将人造卫星的控温系统制成了叶片反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式,在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝,随温度变化可调节窗的开合,从而保持了人造卫星温度的恒定,解决了航天事业中的一大难题。

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2 甲虫与新型发动机 甲虫自卫时,可喷射出具有恶臭的高温液体“炮”,以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室,分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶混合发生化学反应,瞬间就成为100℃的毒液,并迅速射出。这种原理目前已应用于事技术中。二战期间,德国纳粹为了战争的需要,据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机,安装在飞航式导上,使之飞行速度加快,安全稳定,命中率提脯英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。美国事专家受甲虫喷射原理的启发研制出了先进的二元化。这种将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中,炮发射后隔膜破裂,两种毒剂中间体在体飞行的8—10秒内混合并发生反应,在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输,安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光能,且转化效率达100%,而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍。另外,根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。

3 蜻蜓与飞机

蜻蜓通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流,并利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔,不

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但可向前飞行,还能向后和左右两侧飞行,其向前飞行速度可达72公里/小时。此外,蜻蜓的飞行行为简单,仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时,常会引起剧烈振动,甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飞行时安然无恙,于是人们效仿蜻蜓在飞机的两翼加上了平衡重锤,解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。

为了研究滑翔飞行和碰撞的空气动力学以及其飞行的效率,一个四叶驱动,用远程水平仪控制的机动机翼(翅膀)模型被研制,并第一次在风洞内测试了各项飞行参数。

第二个模型试图安装一个以更快频率飞行的翅膀,达到每秒18次震动的速度。有特色的是,这个模型采用了可变可调节前后两对机翼之间相差的装置。

研究的中心和长远目标,是要研究使用“翅膀”驱动的飞机表现,以及与传统的螺旋推动器驱动的飞机效率的比较等等。

4 苍蝇与宇宙飞船

家蝇的特别之处在于它的快速的飞行技术,这使得它很难被人类抓住。即使在它的后面也很难接近它。它设想到了每一种情况,非常小心,并能快速移动。那么,它是怎么做到的呢?

令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。

苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们

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的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢?原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。

每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。

仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。

这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。

5 萤火虫与人工冷光 自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光

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源呢?人类又把目光投向了大自然。 在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。

在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。

科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。

早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性**的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。

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动物给人类发明的启示 第三篇_受到动物启发的发明

荧火虫——日光灯 人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯。现在,人们已能用掺和某 些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。

蝴蝶——卫星控温系统 在蝴蝶的身体表面生长着一层细小的鳞片,这些鳞片有调节体温的作 用。拜蝴蝶为师,科学家为人造卫星设计了一种犹如蝴蝶鳞片的控温 系统。

蝙蝠——盲人眼镜 蝙蝠在黑暗中能判断障碍物的距离,是因为它能发射一种超声波,并

乌贼——气垫船

鸟—飞机

蜜蜂—直升飞机

变色龙—迷彩服

蚕丝—防弹衣

蝙蝠—雷达

乌龟——薄壳建筑

长颈鹿——宇航衣

蜻蜓,直升飞机

鹰眼,电子眼

鱼漂,潜水艇

鲨鱼皮,游泳比赛服

苍蝇:针孔照相机 且身上又有接受这种超声波的“雷达装置”,由此来准确辨别障碍物及其 位置。科学家们据此研制出了超声波眼镜,给盲人带来福音。 乌贼是一种快速海洋动物,素有海上火箭之称,它最大时速可达一百五 十公里,这主要靠它那简单的结构和那安全可靠的高速喷水推进器。 人 们模仿它制作成有喷水推进器的侧壁气垫船。

动物给人类发明的启示 第四篇_人类从动物身上得到的启示

鲨鱼皮肤-泳衣 一件泳衣,在悉尼奥运会上改变了世界泳坛的格局。几乎大半金牌得主都穿上一种特殊的泳衣———连体鲨鱼装。这种鲨鱼装仿造了海中霸王鲨鱼的皮肤结构,泳衣上设计了一些粗糙的齿状凸起,能有效地引导水流,并收紧身体,避免皮肤和肌肉的颤动。

此后,仿生泳衣越仿越精。第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点,加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料,可使人在水中受到的阻力减少4%。此外,还增加了两个附件,附在前臂上由钛硅树脂做成的缓冲器能使运动员游起来更加轻松;附在胸前和肩后的振动控制系统能帮助引导水流。

海蜇-水母耳 每当风暴来临前,最古老的腔肠生物海蜇仿佛能未卜先知,早早就离岸游向大海避灾。原来,海蜇有个“顺风耳”,其“耳”(细柄上的小球)中有小小的听石,上面布满神经感受器,能听到风暴产生时发出的次声波(由空气和波浪摩擦而产生,频率为8赫兹-13赫兹,传播比风暴、波浪的速度快)。 模拟海蜇感受次声波的器官,科技人员设计出一种“水母耳”仪器,可提前15小时左右预报风暴。它由喇叭、接受次声波的共振器和把这种振动转变为电脉冲的转换器以及指示器组成。将这种仪器安装在船的前甲板上,喇叭做360°旋转。当它接收到8赫兹-13赫兹的次声波时,旋转自动停止,喇叭所指示的方向,就是风暴将要来临的方向。指示器还可以告诉人们风暴的强度。 一个人握住一个鸡蛋使劲地捏,可是无论怎样用力,也不能把鸡蛋捏碎。薄薄的鸡蛋壳怎么这样坚固呢?科学家怀着极大的兴趣研究了这个问题,终于发现薄薄的蛋壳之所以能承受这么大的压力,是因为它能够把受到的压力均匀(yún)地分散到蛋壳的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”的特点,设计出许多既轻便又省料的建筑物。人民大会堂和北京火车站以及其他很多著名建筑,屋顶都是这种“薄壳结构”。

其他:

苍蝇 蝇眼照相机 ,蝙蝠 雷达 ,海豚 声纳 ,鸟 飞机 ,昆虫 液压装置 蛇 红外线 ,鱼 潜水艇 ,蜘蛛 人造纤维 ,乌龟 装甲车 ,猫眼 夜视仪

蝙蝠---------------声纳和雷达,还有蝙蝠衫!鱼类的尾鳍---------船舵鱼类的胸鳍---------船桨蜘蛛网-------------鱼网和新型纤维动物的巢穴---------房屋食肉动物捕猎-------狩猎术鲨鱼---------------“鲨鱼皮”连体游泳衣鸟类---------------滑翔机和飞机动物的伪装色-------迷彩服乌龟---------------坦克和龟息等气功吐纳养生手段动物的蹼-----------潜水装备中的蹼脚猪-----------------防毒面具蛙类---------------蛙泳蝴蝶---------------蝶泳和时装狗-----------------狗刨蛇、猴、鹰等-------蛇拳、猴拳、鹰爪拳等拳术武功各类动物-----------丰富了人类的词汇,特别是形容词各类动物-----------编制用于预测气象的农谚、预测地震等灾 害、检测环境污染各类动物-----------催生仿生学的诞生---------还有很多很多!

在我国,早就有着模仿生物的事例。相传在公元前三千多年,我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢,以防御猛兽的伤害;四千多年前,我们的祖先“见飞蓬转而知为车”,即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子,做有装成轮子的车。古代庙

宇中大殿之前的山门的建造,就其建筑结构来看,颇有点像大象的架势,柱子又圆又粗,仿佛像大象的腿。

我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想。根据秦汉时期史书记载,两千多年前,我国人民就发明了风筝,并且应用于军事联络。春秋战国时代,鲁国匠人鲁班,本名公输般,首先开始研制能飞的木鸟;并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得到启示而发明了锯子。据《杜阳杂编》记载,唐朝有个韩志和,“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状,饮啄动静与真无异,以关戾置于腹内,发之则凌云奋飞,可高达三丈至一二百步外,始却下。”西汉时期,有人用鸟的羽毛做成翅膀,从高台上飞下来,企图模仿鸟的飞行。以上几例,足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行,进行了细致的观察和研究,这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”,也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。

我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效。通过对水中生活的鱼类的模仿,古人伐木凿船,用木材做成鱼形的船体,仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹,由此取得水上运输的自由。后来随制作水平提高而出现的龙船,多少受到了不少动物外形的影响。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”,多少有点模仿动物的意思。以上事例说明,我国古代劳动人民早期的仿生设计活动,为开发我国光辉灿烂的古代文明,创造了非凡的业绩。

外国的文明史上,大致也经历了相似的过程。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中,有人用羽毛和蜡做成翅膀,逃出迷宫;还有泰尔发明了锯子,传说这是从鱼背骨和蛇的腭骨的形状受到启示而创造出来的。十五世纪时,德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰,并进行了飞行表演。

一八ОΟ年左右,英国科学家、空气动力学的创始人之一—凯利,模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形,找到阻力小的流线型结构。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线,对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期,法国生理学家马雷,对鸟的飞行进行了仔细的研究,在他的著作《动物的机器》一书中,介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中,发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿,根据鸟类飞行机构的原理,终于制造了能够载人飞行的滑翔机。

后来,设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂,在一战期间,人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示,模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理?虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界,但是不难设想,设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重,使之能在水中沉浮的重要器官。青蛙是水陆两栖动物,体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势,总结出一套既省力、又快速的游泳动作——蛙泳。另外,为潜水员制作的蹼,几乎完全按照青蛙的后肢形状做成,这就大大提高了潜水员在水中的活动能力

苍蝇与宇宙飞船

令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。

苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。

每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。

仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。

这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。

从萤火虫到人工冷光

自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。

在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。

在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。

科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。

早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。

电鱼与伏特电池

自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。

各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。

电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。

电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。

水母的顺风耳

“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临。

水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了。

原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感。仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器,于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。

仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。

动物给人类发明的启示 第五篇_仿生学-人类通过从动物身上得到的启发发明了很多东西

仿生学-人类通过从动物身上得到的启发发

明了很多东西

动物和人有着千丝万缕的联系,“仿生学”就是人类从动物身上获取灵感进行创造发明的一门先进科学。人类通过从动物身上得到的启发发明了很多东西。

小巧的蜂鸟不仅能垂直起落,而且在吮吸花蜜时能取直立姿势,悬在空中进退自如;野鸭能悠然自得地飞行在9500米的半高空;鸽子能够感受地震;海鸥、信天翁这些海鸟却可以通过眼睛附近一条盐腺把喝下去的海水中的盐分排出;鹰在高空具有超强的视力„„

【动物给人类发明的启示,】

那么,人类能从鸟类身上模仿出这些功能吗?

从始祖鸟的出现到现在,在这亿万年的漫长进化过程中,鸟类形成了许多卓有成效的导航、识别、计算、能量转换等系统,其灵敏性、高效性、准确性、抗干旱性都另人惊叹不已。人们研究这些结构和功能原理并加以模拟,用来改善现有的或创造新的机械、仪器、工艺,这就是仿生学研究的一项重要内容。

仿生学是1960年正式诞生的一门综合的边缘科学。目前,仿生学的研究,着重了下列几个方面。

感觉器官的访生。根据生物的感觉器官,来研制能够接受、记录和测定信号的装置。特别是各种有关视觉、听觉、嗅觉、触觉以及包括冷热、酸痛、振动和平衡等等感觉方面的新颖传感器。生物的各种感觉器官,经过千万年的锤练,无论在选择性、适应性、灵活性、灵敏度、抗干扰性、微型化等方面,和我们目前各种自动装置中的传感器相比较,都优越得多。

自组织系统和神经元的访生。主要是为了研制新颖的自动控制系统。生物控制器官的研究,重点是大脑系统,揭开它的秘密,对创造人工的信息发射、按收、传送、加工和贮藏等装置,是非常有益的。

生物运动器官的仿生。例如肌肉是一个高效率的发动机,它把化学能变换为机械能,其效率在80%左右,而近代汽轮发电机系统的效率—殿只在40%左右。据报道,一种用聚丙烯酸制成的“人造肌肉”已经问世,它的应用远景是广阔的,如用于宇航来控制宙飞船;通过人造肌肉,也可以利用河水与海水之间存在着的天然的化学能差,来获得大量的廉价的机械能。

生物力学的仿生。科学工作者在研究鸟类、昆虫、鱼类等结构的 基础人已经创造了模拟各种生物在陆上、空中、水里的运动器官。如可供实用的扑冀机;模仿膝关节的液压系统;能提高鱼雷航速的人工

海豚皮;以及模仿袋鼠在沙漠运动形式的无轮汽车(跳跃机)等。

医学的仿生。为延长人类的寿命和战胜衰老、疾病而重点研究的人工器官、人工调节器以及用优生学治疗疾病等,也已经开展了深入研究。动物定向和导航的仿生如海啄、蝙蝠等的超声定位;响尾蛇、铜头蛇的热定位;电鳗和某些昆虫的电磁定位以及研究鸟类的迁飞和鱼、龟、鲸等的洄游机理,从而在改进近程定位和导航及通讯技术等诸方面有的已经应用于生产、生活和军事上,有的还在研制中。在“人-机”关系的仿生学方面,如何使机器“生物化”,已引起了人们的极大兴趣。

总之,人类通过从动物身上得到的启发发明了很多东西,仿生学是一门方兴未艾的科学技术,其前景是十分光辉夺目的。

动物给人类发明的启示 第六篇_人类通过从动物身上得到的启发发明了很多东西

【动物给人类发明的启示,】

人类通过从动物身上得到的启发发明了很多东西

人类通过从动物身上得到的启发发明了很多东西

苍蝇只用一对前翅飞行,一对后翅己退化成哑铃状的“平衡棒”。这对小棒能使它飞行时保持身体平衡并随时纠正航向,不致于在原地兜圈子。科学家根据苍蝇平衡棒的原理,研制出“振动陀螺仪”等新型导航仪器,用于飞机、火箭和其他航天器上,这样不仅可以防止危险的螺旋飞行,保证飞行的稳定性,而且可实现自动驾驶。

当苍蝇做直线飞行的时候,它所看到的只是二维的空间,简化了大脑所要处理的信息。只有当它要转弯的时候,它才会处理“距离”这一信息,以免撞上障碍物。这个发现,揭开了苍蝇如何凭着如此小的大脑,处理非常大量的信息从而达到自如飞行,高速飞行而不会撞上障碍物的秘密。苍蝇不仅能够在光滑的玻璃平面悬重行走,而且选择的都是到达目的地的最短路线。正常情况下,苍蝇即使一时看不见物体的形状,也能够轻松自如地找到最佳的行走路线。苍蝇的这种能力,提示科学家将来设计出能够在任何复杂的地面上行走和工作的机器。

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动物给人类发明的启示 第七篇_人类从动物身上得到的启示作文

鱼和潜水艇【动物给人类发明的启示,】【动物给人类发明的启示,】

在湛蓝的大海上,出现了一个小黑点,时沉时浮,是鲨鱼,不是,鲸,也不是。越来越近,终于看清它的庐山真面目,那是一艘潜水艇。

在这样茫茫的大海中,如此庞大的潜水艇怎么能时而沉,时而浮,操控自如呢?原来是人们从鱼身上得到了启示。

鱼儿在大海的怀抱里穿梭自如,忽东忽西,忽高忽低,自由畅游,甚至还能在水里做“高难度动作”,难道它有什么特珠功能,使它能在水里随心所欲?为了弄清这个问题,科学家做了许多研究,终于揭开了鱼儿沉浮的秘密。原来鱼的肚子里有一个鳔。鳔有什么用处呢?这个小小的鳔能够帮助鱼浮上来,也能帮助鱼沉下去。鱼要浮上来的时候,鳔里慢慢装满了气,鳔胀大了,鱼摆来摆去,就浮上来了。鱼要沉下去的时候,鳔里的气慢慢地放出来,鳔缩小了,鱼的身体略微变小,鱼摆来摆去,就沉下去了。

科学家模仿鱼沉浮的方法,发明了潜水艇。潜水艇内装有一个“水仓”,这个水仓相当于鱼的鳔。当潜水艇要下沉时,水仓利用水泵抽满水,潜水艇慢慢地就沉下去了。相反,当潜水艇要浮上来时,只要把水仓里的水排掉,就浮上来了。此外,人们还模仿鲸鱼的外形:“流线型”——头圆尾尖,进一步完善潜水艇,使得在水中行驶受到的阻力最小。

大自然真奇妙啊!真是人类的好老师。相信我们只要留心观察,仔细思考,一定能发现大自然更多的奥秘,造福人类。

萤火虫和人工冷光

自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。

那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。

在自然界中,有许多生物都能发光,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。 在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。

科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。由于这种光没有电源,不会产生磁场,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。 现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。

萤火虫与冷光

萤火虫在夏日夜晚发出的光,和太阳光以及各种电灯光都不一样。太阳依靠核聚变来发光,电灯依靠电流对灯丝的加热,它们在发光时都伴随有热的产生。因此,人们称它们为热光源。萤火虫发出的光,是由体内一系列特殊的化学反应引起的。因为它能100%地将能量转换成光能, 不产生热量,所以人们就称它为冷光源。

萤火虫的特异功能是由它体内所含的荧光素、荧光酶和氧气相互作用的结果。荧光酶是一种蛋白质, 是发光的催化剂,在它的作用下,荧光素便和氧气发生化学反应,形成氧化气荧光素。在这个化学反应中,每氧化一个荧光素分子就发射出一个光子, 因而反应所产生的能量全部以光的形式释放出来。

自然界能够发光的生物还有许多种。有一种甲壳动物, 在它们由干燥变成潮湿的时候,能发出辉光。第二次世界大战中,日本兵感到较强的灯光危险性太大,就在干燥的甲壳动物上吐一点儿唾沫,它发出的光足够阅读一张地图。生物发光的强度虽然不大,但却给人们研究新光源以重要启示。

蜻蜓与飞机

晴朗的夜空行驶着一架飞机,飞机怎么能安全飞行呢?原来人们从蜻蜓身上得到了启示。 为了能安全地飞上蓝天,科学家们对蜻蜓进行了深入的研究:颤振现象能使高速飞行的飞机翅膀断裂,造成机毁人亡。这一飞行难题曾长期困扰着飞行事业的发展。

科学家经过反复研究,终于揭开了蜻蜓能安全飞行的秘密:它们在振翅飞行时,也会遇到有害的颤振现象。大自然赋予了它们消除这种有害现象的方法。人们不难发现,蜻蜓的每一片翅膀前缘的上方,都有一块加厚的深色角质层——翼眼,这就是它们消除颤振隐患的特殊装置。蜻蜓倘若去掉翼眼虽说不会丧失飞行能力,却会影响翅膀振动的正确性,使它们的飞行变得像“醉汉”似地摇摇晃晃,飘来荡去。人们由此得到启发,于是一项防止颤振的发明问世了。在飞机的机翼尽端的前缘部位设置一个加重装置,有害的振动便消除了。

青蛙与电子蛙眼

大自然是人类的老师,给了我们许多有益的启示,我们要向科学家那样,留心观察,细心思考,不断去探索大自然的奥秘

自然界中生物的奇特本领,常常引起人们的浓厚兴趣。仿生学家模仿青蛙的眼睛,发明了电子蛙眼。

一个飞机场内,指挥人员正在指挥飞机降落,他们每次都能指挥得准确无误,没有丝毫差距,使飞机准确降落。

为什么指挥人员能指挥得这么准确?到底是什么隐藏的高科技帮助了他们?原来,是人们从青蛙身上得到了一些启示。

青蛙是益虫,专门捕捉田里的害虫,使农民乐得哈哈笑。但是青蛙和指挥飞机降落又有什么关联呢?

事情是这样的。很早以前,仿生学家发现青蛙的眼睛有些蹊跷,非常特殊。他们又发现青蛙的眼睛好像和其他的动物不一样,他的眼睛比较突出,于是,他们就对青蛙有了浓厚的兴趣。

仿生学家发现青蛙对活动的东西非常敏锐,但却对静止的东西“视而不见”,而且一遇到光就不能动了,这到底是为什么?

仿生学家经过多次的试验,反复研究,终于发现了青蛙眼睛的奥秘。原来,蛙眼视网膜的神经细胞分成五类,一类只对颜色起反应,另外四类只对运动目标的某个特征起反应,并能把分解出的特征信号输送到大脑视觉中枢——视顶盖。视顶盖上有四层神经细胞,第一层对运动目标的反差起反应;第二层能把目标的凸边抽取出来;第三层只看见目标的四周边缘;第四层则只管目标暗前缘的明暗变化。这四层特征就好像在四张透明纸上的画图,迭在一起,就是一个完整的图像。因此,青蛙的眼睛对活动的东西非常敏锐,对静止的东西却“视而不见”。

仿生学家模仿青蛙的眼睛,发明了电子蛙眼,使机场的指挥人员能更加准确地指挥飞机降落

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